Підвищення захисних властивостей електрообладнання в шафах низької напруги комплектних трансформаторних підстанцій власних потреб АЕС
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2025-2-4Ключові слова:
автоматичний вимикач, надійність, мікропроцесорний пристрій захисту, резервування на далеку відстань, блок розблокування мікропроцесора, дистанційне резервування, час спрацьовуванняАнотація
Мета роботи. Проаналізувати існуючі проблеми в системі релейно-струмового захисту електроустановок підстанцій власних потреб 0,4 кВ атомних електростанцій, які не дозволяють реалізувати режим "далекого резервування", а також підвищення чутливості пристроїв релейного захисту до струмів короткого замикання шляхом використання додаткових критеріїв для ідентифікації аварійних режимів з метою забезпечення селективності та захисту від відмов дистанційного резервування.
Методи дослідження. Метод системного аналізу та синтезу, а також теорія електромагнітних перехідних процесів в електроенергетичних системах для діагностики аварійних режимів роботи розподільних електричних кіл.
Отримані результати. У статті показано необхідність та наведено науково-технічне обґрунтування пропозицій щодо модернізації систем релейно-струмового захисту електроустановок 0,4 кВ з використанням цифрових технологій для реалізації вимог «далекого резервування». Запропоновано науково обґрунтоване технічне рішення щодо модернізації автоматичних вимикачів з використанням мікропроцесорних пристроїв захисту, вихідні кола яких впливають на незалежні електромагнітні розчіпні пристрої цих автоматичних вимикачів. Таке рішення дозволяє провести поглиблений аналіз процесів в електричних колах та реалізацію «далекого резервування» шляхом побудови швидкодіючого селективного захисту та підвищення чутливості захисту до струмів короткого замикання. В результаті модернізації електроустановок підстанцій власних потреб 0,4 кВ АЕС завдяки впровадженню нових типів релейно-струмового захисту можливе наступне: значне скорочення часу спрацьовування захисту на всіх етапах між джерелом та приймачем електроенергії, як у нормальному режимі, так і в режимі «далекого резервування», і, відповідно, значне зменшення теплового впливу на елементи електроустановок як від протікання струму короткого замикання, так і від впливу електричної дуги; значне підвищення чутливості захисту до струмів дистанційного короткого замикання, що виключить як випадки можливого збою захисту, так і його помилкового спрацьовування. Після модернізації всієї системи захисту за рахунок використання мікропроцесорних пристроїв захисту, існуюча структура системи захисту буде повністю збережена без заміни вимикачів усіх ступенів, що дозволить суттєво заощадити час та фінансові витрати порівняно з іншими варіантами модернізації.
Наукова новизна. У статті представлено технічне рішення для модернізації автоматичних вимикачів з мікропроцесорними пристроями захисту, в якому вихідні кола діють на незалежні електромагнітні механізми розблокування цих пристроїв.
Практична цінність. Розробка дозволяє підвищити надійність протиаварійної автоматики, а також пожежну безпеку підстанцій власних потреб атомних електростанцій напругою 0,4 кВ.
Посилання
Voronovsky, G.K., Denysiuk, S.P., Kyrylenko, O.V., Stogniy, B.S., Shydlovsky, A.K. (2005). Energy of the World and Ukraine. Figures and Facts. K. Ukrainian Encyclopedic Knowledge, 404. (in Ukranian)
Levakin, V., Yefimova, K., Polyvoda, S., & Iokst, V. (2017 Regulatory requirements for nuclear and radiation safety for power supply systems of nuclear power plants. Nuclear and Radiation Safety, 3(75), 46-49. (in Ukranian) DOI: 10.32918/nrs.2017.3(75).08
Regulatory act of the State Emergency Service 306.2.205-2016 Requirements for power supply systems important for the safety of nuclear power plants. (2016). Official Gazette of Ukraine No. 10. (in Ukranian)
Rules for the arrangement of electrical installations. (2017). K. Ministry of Energy and Coal Industry of Ukraine, 617. (in Ukranian)
Rezvik, I., Yefimova, K., Polyvoda, S., & Iokst, V. (2017). Modernization of fire extinguishing installations at Ukrainian nuclear power plants. Nuclear and radiation safety, 4(76), 56-62. (in Russian) DOI: 10.32918/nrs.2017.4(76).09
Soskov, A. G., Kobozev, A.S. (2010). Modernization of the protection system of urban electric networks of 0.4 kV due to the use of microprocessor technology in circuit breaker releases. Light engineering and electrical engineering, 2, 53–63. (in Russian)
Chang, C.S., Feng, T., Khambadkone, A.M., Ku-mar, S. (2000), "Remote short-circuit current deter-mination in DC railway systems using wavelet trans-form", Electric Power Applications IEE Proceedings, Vol. 147, iss. 6, pp. 520-526. ISSN 1350-2352.
Sereda, O.G., Varshamova, I.S., Litvinenko, V.V., Morgun, V.V. (2013). Technical analysis of modern methods for improving the protective properties of circuit breakers. Bulletin of NTU "KhPI". Series: Problems of improving electrical machines and devices. Theory and practice. NTU "KhPI",.65 (1038). 61-92. (in Ukranian) DOI: 10.20998/%25x
Ostashevsky, M.O., Yuryeva, O.Yu., ed. Mi-lykh, V.I. (2018). Electric machines and transformers: a textbook. K. Karavela,452. (in Ukranian)
Circuit breakers AP-50B URL: https://svitog.com.ua/product/avtomaticheskij-vykljuchatel-ap-50b-3mt-25-a/
Circuit breakers VA URL: https://www.rimk.biz/va50-41-va50-43-va50-39-va51-35-va50-31-va57-35-va08-08-va09-09-va50-35-avtomaticheskie-vyklyuchateli-(va5000)
Circuit breakers А3700 (VА3700) URL: https://www.rimk.biz/avtomaticheskie-vyklyuchateli-a3700-(va3700)
Pat. 101084 of the Ukrainian MPK (2013.01) H02N 3/08 (2006.01), H02N 7/00, H01N 73/00. Method of fast-acting maximum current protection with high sensitivity to remote short-circuit currents / O.S. Kobozev, O.G. Sereda. – No. a201109057; filed on 19.07.2011; published on 25.02.2013, Bull. No. 4. 6. (in Ukranian)
Pat. 73195 of Ukraine MPK H 02 H 3/08 Method of maximum current protection of electrical installations /G.M. Gaponenko, Y.M. Agafonov, S.G. Rassomakhin, V.M. Shlokin. – No. 2003010807. Filed on 30.01.2003; Publ. 15.06.2005, Bull. No. 6. 6. (in Ukranian)
Horbachuk, V. M., Kushlyk-Dyvulska O. I. (2023). Probability Theory and Mathematical Statistics K. Igor Sikorsky Polytechnic Institute, 351. (in Ukrani-an)
Garlapati, S., Hua Lin, Sambamoorthy, S., Shukla, S.K., Thorp, J.S. (2010), "Agent Based Supervision of Zone 3 Relays to Prevent Hidden Failure Based Trip-ping", IEEE International Conference on Smart Grid Communications, 4-6 October 2010, 256-261. ISBN 978-1-4244-6510-1.
Manual on the arrangement of electrical installa-tions. Schneider Electric technical solutions. Tech-nical collection Schneider Electric. (2019). Schneider Electric, 596.
Coordination of low voltage protection. Technical collection Schneider Electric. (2008). 4. 49. https://www.electrocentr.com.ua/files/documentation/SE/TechLibrary/Vipusk4-Koordinacia_zashit.pdf
Technical Application Papers No.1 – Low Voltage selectivity with ABB circuit-breakers (2024). 56. https://library.abb.com/r?q=technical%20application%20papers
Technical Application Papers No.4 – ABB circuit-breakers inside LV switchboards (2012). 56. https://library.abb.com/d/1SDC007103G0202
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 O.G. Sereda, L.B. Zhorniak, O.G. Sereda
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
